Impact des Rapports F/D sur les Filtres Interférentiels
Voici un article suite a une discussion sur Astrobin avec Giuseppe. J’espère que cette explication pourra aider d’autres personnes
Introduction
Lorsque l’on utilise des filtres en astrophotographie, notamment des filtres à bande étroite (comme les filtres Hα, OIII ou SII), il est crucial de comprendre le phénomène de bandshift, ou décalage de bande passante. Ce phénomène peut entraîner une perte de signal significative si l’on n’adapte pas le choix du filtre à la configuration optique de son instrument.
Qu’est-ce que le Bandshift ?
Les filtres interférentiels sont composés de couches minces qui utilisent le principe de l’interférence constructive pour transmettre une bande très spécifique de longueurs d’onde (ex : 656.3 nm pour Hα, 500.7 nm pour OIII, 672.4 nm pour SII). Ces longueurs d’onde sont calibrées en incidence normale (i.e., pour des rayons lumineux perpendiculaires au filtre).
Cependant, lorsqu’un filtre est utilisé avec un instrument rapide (faible rapport F/D), le cône lumineux formé par l’optique est plus évasé, ce qui signifie que les rayons atteignent le filtre avec un angle d’incidence non nul. Cela provoque un décalage vers le bleu de la bande passante centrale : c’est le bandshift.
Dépendance du Bandshift avec le Rapport F/D
Définition du Rapport F/D :
Plus F/D est petit, plus le système est rapide et plus le cône lumineux est large. Cela augmente l’angle maximal d’incidence θ sur le filtre.
Approximation de l’angle maximal :
| Rapport F/D | Angle maximal d’incidence (θ) |
|---|---|
| f/10 | ≈ 2.86° |
| f/5 | ≈ 5.71° |
| f/3.4 | ≈ 8.35° |
| f/2 | ≈ 14.04° |
Formule du décalage en longueur d’onde :
Le décalage de la longueur d’onde centrale λ est donné par :
Ce décalage est vers le bleu, donc une perte possible de signal si le pic d’émission visé sort de la bande passante.
Conséquences sur les Observations
- Filtres à bande très étroite (<4 nm) : très sensibles au bandshift. Risque de couper partiellement ou totalement le signal de l’émission ciblée (surtout SII et OIII).
- Filtres à bande plus large (7 nm et plus) : plus tolérants au bandshift.
- Le capteur IMX571 (ZWO 2600MM/MC) par exemple a une bonne QE pour OIII (vers 500 nm) mais chute après 615 nm, ce qui rend le SII plus critique en cas de décalage.
Conseils pour le Choix des Filtres
En fonction du rapport F/D :
| Rapport F/D | Type de filtre recommandé |
| > f/6 | Tous types (standard 3nm à 7nm) |
| f/4 à f/6 | Filtres optimisés ou standard à 6-7nm |
| f/2 à f/4 | Filtres High-Speed uniquement (Ex: Antlia, Baader F2, Optolong Fast) |
Marques recommandées :
- Antlia Pro et High-Speed (3nm adaptés jusqu’à f/2.6)
- Askar Colour Magic 2 (excellente transmission OIII et SII pour les systèmes rapides)
- Baader F2 High-Speed
- Optolong L-eXtreme / L-Ultimate (bonne tolérance jusqu’à f/3.4)
Cas pratique
Personnellement, j’utilise un filtre Optolong L-eXtreme 7nm avec un système à f/3.4. Il fonctionne très bien, comme vous pouvez le voir sur mes images des Dentelles du Cygne
Je prévois de compléter ma gamme avec des Askar Colour Magic 2 (OIII & SII) pour une meilleure captation de signal sur les objets faibles.
Conclusion
Le bandshift est un effet physique réel et mesurable qui peut dégrader les performances de vos filtres à bande étroite, en particulier avec des optiques rapides. Bien comprendre ce phénomène et choisir ses filtres en conséquence permet d’optimiser la qualité et la précision de vos acquisitions en SHO.
N’oubliez pas : plus le rapport F/D est faible, plus le filtre doit être adapté à l’utilisation à grand angle d’incidence !
